保时捷Taycan的“三明治”箱体结构/冷却设计

目前为止，LG与欧洲几个车企业合作的代表车型如捷豹I-PACE、奥迪 e-tron、保时捷Taycan等，在电池包的整体结构架构上采用了相似的“三明治”型设计。 

e-tron 与Taycan的箱体结构示例如下。从层级上看，均可以分为顶层（箱体上盖）、中间体（结构框架+下箱体）、底层（水冷板+防护板）。这里结构框架主要由PACK内的纵横梁和PACK的外边框构成，它们是整个PACK内部的机械承载体，同时也是防碰撞的主体，对整车而言则增加了整车的刚性。

这是软包设计方案中一种非常有代表性的案例，我们可以从保时捷Taycan电池包的专利中来详细聚焦几点。同特斯拉一样，Taycan的专利与实际的设计保持了相对较高的一致性，下图是它的一个电池包结构爆炸图，可以看，只有尾部上盖的外形与实际不同外。

箱体上盖18可以通过铝合金来制造，厚度在2mm左右；防护板7位于电池包的最下层，也是整个车底盘直接裸露、面向地面的部分，可以通过铝合金来制造，厚度在3或6mm左右（两个专利，其中一个披露值为3mm，另一个为6mm）；尾部下箱体8 位于模组102与水冷板6之间，可以铝合金来制造，厚度在1.5mm左右。水冷板是一个多部分组合体，既可以由2个，3个或更多个独立的水冷板（系统）并行工作，也可以构成一个整体统一控制。水冷板可以通过铝合金制造，壁厚在1mm之上。

沿整车行车方向、PACK的轴向进行剖视，整个电池包的剖视图如下。

电池包上盖9通过螺钉与横梁8进行连接和固定（这里没有体现出与电池包外边框的固定），横梁可以通过铝合金或钢来进行制造，宽度在10mm左右；模组通过紧固件（螺钉）与焊接螺柱固与下箱体3进行连接，3可以通过金属板来制造，材料为铝或钢，宽度可以3个毫米。

再往下分析（可结合下图），就是下箱体-水冷板-防护板之间的内部设计，是相对精彩的地方。首先，水冷板17会通过钎焊与下箱体连接，而下箱体3与防护板4之间的连接则通过连接件5来实现，保时捷希望连接件5与防护板之间的连接是可拆卸的，比如螺钉，而下箱体与连接件5的连接则为不可拆卸，比如焊接或胶粘。

连接件5的高度会大于水冷板的高度，因此，整个下箱体与防护板之间会有一定的腔隙，此处保时捷采用了支撑泡棉，用于对水冷板施加一个Z向的预紧力，以便水冷板与下箱保持良好的接触，支撑泡棉是一种弹性单元，还可以缓冲Z向的振动和冲击。 

三明治结构架构的设计重点在于“两个内腔的设计”，一是PACK内腔，二是下箱体-防护板内腔；这二者既具有很强的平台化基础，也可以形成不少定制化的方案，这对于电芯/PACK企业来说是有利的，提升开发效率，极大降低成本，各家主机厂可以共用的技术模块较多。